增加种植密度是当代玉米产量进一步提高的主要途径之一。然而,高密度下获得高产的同时,往往伴随着单株产量降低、倒伏率升高等一系列问题,选用耐密型品种可有效降低高密度种植带来的负面效应。本试验于2014-2015年在山东农业大学黄淮海玉米科技创新中心及作物生物学国家重点实验室进行,选用紧凑耐密型品种郑单958（ZD958）及稀植大穗型品种鲁单981（LD981）为试验材料,设置52 500株/ha（D1）及82 500株/ha（D2）两个种植密度,研究不同耐密型夏玉米品种形态学、生理学及差异蛋白质组学特性对增密的差异响应,确定耐密植品种的耐密机理;在此基础上设置0,180及360kg/ha三个施氮量,研究施氮量对高密度下各指标的调控效应。主要研究结果如下:1.种植密度及施氮量对夏玉米产量及构成因素的影响增密可以提高两品种子粒产量,但增产幅度不同。2014年及2015年ZD958分别增产33.7%及33.1,而LD981仅增产3.2%及4.9%。增加种植密度两品种穗粒数、千粒重均降低,但千粒重降低幅度较低,说明密度主要通过影响穗粒数影响籽粒库容;高密度下两品种籽粒库容差异不显著。因此,倒伏率较高,收获穗数是较低是LD981增产不显著的主要原因。高密度条件下,施用氮肥可以通过提高夏玉米穗粒数、千粒重及公顷穗数,增加子粒产量。增密及施氮均显著提高两品种收获期及花后干物质积累量,高密度下两品种干物重差异不显著,LD981收获指数较低也是其子粒产量较低的一个重要原因。2.种植密度及施氮对夏玉米抗倒伏性能的影响增加种植密度可提高夏玉米株高、穗位高、基部第三茎节长度,并显著降低夏玉米茎粗、茎秆穿刺强度、弯曲性能、硬皮组织厚度、维管束鞘细胞厚度、维管束数目。这些指标的变化导致高密度下倒伏率的升高,以2014年为例,高密度下LD981及ZD958倒伏率分别为42.8%及14.6。与LD981比较发现,ZD958株高、穗位高较低、茎秆穿刺强度及弯曲性能高、维管束细胞数目多,且受密度影响较小是其在高密度下倒伏率较低的主要原因;施用氮肥可以显著改善夏玉米茎秆质量,减少倒伏率。另外,经过逐步回归分析,穗位高及硬皮组织厚度是制约玉米茎秆倒伏的关键因素。3.种植密度及施氮对夏玉米光合特性的影响高密度条件下,两品种叶面积指数显著升高、冠层透光率降低,可以显著提高群体光能利用率,但叶绿素含量、净光合速率、光合酶活性显著降低,说明高密度下容易造成群体内光分布不合理,单株光合性能降低;高密度条件下,适当施用氮肥可以提高夏玉米叶绿素含量、净光合速率、光合酶活性,改善植株光合性能。LD981底层透光率过低,株间郁闭,叶片衰老速度快,并且叶绿素含量、净光合速率及光合酶活性较低是其在高密度下光合性能较低、增产不显著的重要原因之一。4.种植密度及施氮对夏玉米不同器官¹³C同化物分配的影响增加种植密度显著影响¹³C同化物分配在不同器官分配。吐丝期¹³C同化物主要分配在茎鞘中,但高密度条件下,¹³C同化物向茎鞘转运比例减少,且LD981降低幅度较大;适当施氮显著提高¹³C同化物向各器官转运。随灌浆期的推进,¹³C同化物逐渐向子粒中转运,增密降低收获期子粒中¹³C同化物分配比例。5.种植密度及施氮对夏玉米碳氮比及氮素吸收、转运及利用效率的影响增密显著降低叶片碳氮代谢酶活性,高密度下,施氮显著降低两品种碳氮比。高密度条件下,两品种氮素转运量及转运率显著升高,较高的转运率是LD981高密度下衰老速度较快的的重要原因;适当施用氮肥尽管氮素转运量显著增加,但转运率减低;增密显著提高两品种氮肥利用率、氮素农学利用效率及氮肥偏生产力,施氮显著降低了氮素利用效率。6.种植密度对根系生长的影响ZD958根系受密度影响较小,高密度下,能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力,且高值持续期长,生育后期衰老缓慢,保证了植株对氮素吸收;根系大小不是影响氮素吸收的限制因素,植株吸氮量同时受地上部生长需求所调控;高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强,使其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因。7.种植密度对穗位叶差异蛋白质表达的影响高密度下,夏玉米穗位叶差异蛋白质表达按主要功能可分为光合作用,代谢,胁迫与防御及蛋白合成、组装、降解相关蛋白,LD981受密度影响差异表达的蛋白点显著高于ZD958;两品种均受密度影响显著差异表达的蛋白点有12个,功能涉及光合磷酸化、卡尔文循环、C4途径、糖酵解、氮同化及逆境胁迫响应等生理过程;高密度下两品种光合磷酸化、卡尔文循环、C4途径、糖酵解、氮同化相关蛋白表达丰度均显著下调,与高密度下光合性能、碳氮代谢均显著降低结果一致;逆境胁迫响应相关蛋白在高密度下表达丰度上调,减少增密对玉米植株造成的损害;同时高密度下,ZD958各类蛋白表达丰度均显著高于LD981,可能是其耐密植的分子学基础。